JP2005001567A - 車両用走行装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、マニュアルトランスミッション車による渋滞追従制御時の煩わしさを解消することのできる車両用走行装置を提供する。
【解決手段】マニュアルトランスミッション3を備えたエンジン1の駆動系とは別に、モータ20による駆動系を車載し、このモータ20によってエンジン1とは独立した駆動力を発生可能な構成とする。モータ駆動系の駆動力のみを用いた走行時に車両制御ECU30が渋滞追従制御を行うことにより、煩わしいマニュアルトランスミッション3の変速操作等を必要としない渋滞追従制御を実現する。
【選択図】 図2
【解決手段】マニュアルトランスミッション3を備えたエンジン1の駆動系とは別に、モータ20による駆動系を車載し、このモータ20によってエンジン1とは独立した駆動力を発生可能な構成とする。モータ駆動系の駆動力のみを用いた走行時に車両制御ECU30が渋滞追従制御を行うことにより、煩わしいマニュアルトランスミッション3の変速操作等を必要としない渋滞追従制御を実現する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車との車間距離制御等の渋滞追従制御機能を備えた車両用走行装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば特許文献1に開示されているように、渋滞時におけるドライバの運転操作の負担軽減等を目的として、車載のミリ波レーダやカメラ、レーザーレーダ等から車外情報を取得し、取得した車外情報に基づいて先行車との自動車間距離制御等の渋滞追従制御を行う渋滞追従制御装置(追従走行制御装置)が数多く提案され実用化されている。
【0003】
この種の渋滞追従制御装置は、制御性等の観点から、一般に、駆動系にオートマチックトランスミッションが搭載された車両(以下、単にAT車ともいう)に限定的に採用され、マニュアルトランスミッション搭載車両(以下、単にMT車ともいう)には採用されていない。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−44826号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、渋滞時においては、ドライバのアクセル操作とブレーキ操作のみで追従走行を容易に行うことができるAT車に対し、追従走行に頻繁なクラッチ操作までもが要求されるMT車の方がドライバへの負担が遙かに大きく、このようなMT車に対するドライバへの負担軽減が強く望まれている。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、マニュアルトランスミッション車による渋滞追従制御時の煩わしさを解消することのできる車両用走行装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第1の発明による車両用走行装置は、エンジンの駆動力を車輪に伝達可能なマニュアルトランスミッションと、エンジンとは独立して車輪に駆動力を伝達可能なモータと、エンジンの駆動力を上記マニュアルトランスミッションを通じて車輪に伝達するエンジン駆動モードとモータの駆動力を車輪に伝達するモータ駆動モードとを選択的に切換可能な操作切換手段と、モータ駆動モードの選択時に渋滞追従制御を実行可能な渋滞追従制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
第1の発明において、モータ駆動モードでは、マニュアルトランスミッションをニュートラル状態としてモータの駆動力のみを車輪に伝達することを特徴とする。
【0009】
第1の発明において、渋滞追従制御手段は、渋滞追従制御の実行及び解除をモーメンタリスイッチの操作に基づいて切り換えることを特徴とする。
【0010】
また、渋滞追従制御手段は、渋滞追従制御の実行中であっても車速が設定車速を超えた場合に上記渋滞追従制御を解除することを特徴とする。
【0011】
また、モータは、減速ギヤ列を介して駆動力を車輪に伝達することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係わり、図1は車両の駆動系を示す概略構成図、図2は車両の駆動制御系を示す概略構成図、図3は走行モードの遷移図、図4は車載の電源系統を示す概略構成図、図5はモータ駆動モードでの走行制御ルーチンを示すフローチャート、図6はモータトルク判定ルーチンのフローチャート、図7は渋滞追従制御ルーチンを示すフローチャート、図8は車間距離制御機能付きクルーズ制御ルーチンを示すフローチャート、図9は変速マップの説明図である。
【0013】
図1において、符号1は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン1による駆動力は、クラッチ2を介してマニュアルトランスミッション3に伝達可能となっている。
【0014】
マニュアルトランスミッション3の出力軸3aにはトランスファ4が連結され、このトランスファ4に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸5、プロペラシャフト6、ドライブピニオン軸部7を介して後輪終減速装置8に入力される一方、リダクションギヤ列9、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸10を介して前輪終減速装置11に入力される。ここで、クラッチ2、マニュアルトランスミッション3、トランスファ4、及び、前輪終減速装置11は、ケース12内に一体的に収容されていわゆるトランスアクスルを構成する。
【0015】
また、プロペラシャフト6の近傍にはモータ20が配設されており、このモータ20による駆動力は、減速ギヤボックス21及び電磁クラッチ22を介してプロペラシャフト6に伝達可能となっている。
【0016】
すなわち、モータ20の出力軸20aには減速ギヤボックス21が連設されており、モータ駆動力は、減速ギヤボックス21内に配列された減速ギヤ列21aによって所定の減速比で減速されるようになっている。また、減速ギヤボックス21の出力軸21bには電磁クラッチ22のドライブプレート22aが連結されており、このドライブプレート22aがプロペラシャフト6に軸着するドリブンプレート22bに締結されることにより、モータ駆動力がプロペラシャフト6に伝達可能となっている。
【0017】
そして、このようにモータ20が減速ギヤボックス21及び電磁クラッチ22を介してプロペラシャフト6に連設されることにより、モータ20は、エンジン1とは独立した駆動系を構成する。
【0018】
この場合、モータ20の駆動力が減速ギヤ列21aを通じて大きな減速比で減速されることにより、例えば、10W程度の小型なモータで、20Km/h程度までの極低速走行時に必要なモータトルクが確保されるようになっている。
【0019】
このような構成において、後輪終減速装置8に入力された駆動力(エンジン1或いはモータ20のうちの少なくとも何れか一方からの駆動力)は、後輪左ドライブ軸13rlを経て左後輪14rlに伝達されるとともに、後輪右ドライブ軸13rrを経て右後輪14rrに伝達される。一方、前輪終減速装置11に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13flを経て左前輪14flに伝達されるとともに、前輪右ドライブ軸13frを経て右前輪14frに伝達される。
【0020】
ここで、本実施の形態において、マニュアルトランスミッション3は、例えば、前進5段、後進1段の変速段を有する変速装置で構成され、このマニュアルトランスミッション3には、セレクトレバー25aのドライバ操作に応じて変速段を機械的に切り換えるための変速操作部25が併設されている。すなわち、図示のように、変速操作部25には、前進1速〜5速の変速段を選択するためのセレクト位置(1速〜5速)が設定されているとともに、後進1速の変速段を選択するためのセレクト位置(R速)が設定されている。
【0021】
さらに、変速操作部25には、モータ20の駆動力のみを用いた走行モードを選択するためのセレクト位置(0.5速及び−0.5速)が設定されている。これらのセレクト位置は、1速及び2速のセレクト位置にそれぞれ隣接して設けられ、セレクトレバー25aの操作によって0.5速或いは−0.5速のセレクト位置が選択されると、マニュアルトランスミッション3は機械的にニュートラル状態となって、エンジン1からトランスファ4への駆動力を遮断する。すなわち、変速操作部25は、操作切換手段としての機能を有する。
【0022】
次に、上述の構成による車両の駆動制御系について説明する。
図2において、符号30は車両制御電子制御ユニット(以下、車両制御ECUと称す)を示し、この車両制御ECU30には、例えば、4輪車輪速に基づいて車速を検出する車速センサ35、ドライバにより選択された変速操作部25のセレクト位置(0.5速、1〜5速、R速、或いは、−0.5速)を検出するシフトポジションセンサ36、ドライバによるアクセルペダル(図示せず)の操作量を検出するアクセルペダルセンサ37、ドライバによるクラッチペダル(図示せず)の踏み込み状態を検出するクラッチペダルスイッチ38、ドライバによるハンドブレーキ(図示せず)の操作状態を検出するハンドブレーキスイッチ39、ドライバによるブレーキペダル(図示せず)の操作量を検出するブレーキペダルセンサ40、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ41、プロペラシャフト6の回転数を検出するプロペラシャフト回転数センサ42、モータ20の回転数を検出するモータ回転数センサ43、モータ20の温度を検出する温度センサ44、バッテリ電圧を検出する電圧センサ45、後述する渋滞追従モードを選択するための渋滞追従スイッチ46、後述するACCモード(車間距離制御機能付きクルーズモード)を選択するためのACCスイッチ47、渋滞追従モード或いはACCモードでの目標車速を設定する目標車速設定スイッチ48、及び、後述する発進フル加速モードを選択するための発進フル加速スイッチ49等の各種センサ・スイッチ類が接続されている。ここで、渋滞追従スイッチ56、ACCスイッチ47、及び、発進フル加速スイッチ49は、ON/OFF時のスイッチポジションが不変なモーメンタリスイッチで構成されている。
【0023】
また、車両制御ECU30には、例えば、一対の車載CCDカメラを備えた周知のステレオ画像認識装置55が接続され、このステレオ画像認識装置55で認識された先行車距離、先行車速度、先行車以外の静止物位置、白線座標、自車進行路座標等の車外情報が入力される。なお、これらの車外情報は、ステレオ画像認識装置55に代えて、例えばミリ波レーダやレーザーレーダ等から入力されるものであってもよい。
【0024】
そして、車両制御ECU30は、各種入力信号等に基づき、電子制御スロットルボディ60を通じたエンジン1のスロットル制御、電流制御器61を通じたモータ20への通電制御、電磁クラッチ22の締結制御、及び、電子制御ブレーキシステム62を通じたブレーキ制御等を適宜行うことで、例えば図3に示すように、自車の走行モードを、エンジン駆動モード、モータ駆動モード、渋滞追従モード、ACCモード、エンスト防止モード、或いは、発進フル加速モード等の各種走行モードで制御するとともに、必要に応じて停止制御モードを実行する。また、車両制御ECU30は、各モードでの制御時にドライバに対する指示や警報等が必要となった際には、操縦案内装置65を通じてスピーカ66やディスプレイ67を駆動し、必要な情報をドライバに報知する。すなわち、車両制御ECU30は、渋滞追従制御手段としての機能を有する。
【0025】
ここで、図4に示すように、電流制御器61は、例えば4個のパワーMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor;以下、単にトランジスタと称す)70〜73を備えたブリッジ回路で構成されている。この電流制御器61は、エンジン1の点火系統(図示せず)や車両制御ECU30等の各種補機類への給電を行うバッテリ(第1のバッテリ)74とは別に車載されたバッテリ(第2のバッテリ)75からの電力を、車両制御ECU30からの制御信号に基づいてモータ20に給電するようになっている。具体的には、電流制御器61は、車両制御ECU30によってPWM(pulse widht modulation)制御されるもので、パワートランジスタ70,71にパルス信号が印加された際にモータ20を正転させ、パワートランジスタ72,73にパルス信号が印加された際にモータ20を逆転させる。
【0026】
また、第1,第2のバッテリ74,75には、コンバータ76を介してオルタネータ77が接続されており、電圧センサ45からの信号等に基づいてオルタネータ77の発電制御が行われると、この発電電力がコンバータ73でAC−DC変換された後、第1,第2のバッテリ72,73に適宜給電される。
【0027】
この場合、第1のバッテリ74と第2のバッテリ75との間にはダイオード78,79が介装されており、これらのダイオード78,79によって第1,第2のバッテリ74,75が電気的に仕切られることで、両バッテリ74,75はそれぞれ独立した個別のバッテリとして機能する。従って、モータ20への給電時に第2のバッテリ75の電力低下が発生した場合にも、第1のバッテリ74の電力によって、通常のエンジン制御や補機類の駆動等を行うことができる。
【0028】
(エンジン駆動モード)
セレクトレバー25aのドライバ操作により1速〜5速或いはR速の何れかの変速段が選択されると、車両制御ECU30は、エンジン駆動モードを実行する。走行モードがエンジン駆動モードであるとき、車両制御ECU30は、ドライバによるアクセルペダルの操作量やブレーキペダルの操作量に応じて電子制御スロットルボディ60や電子制御ブレーキシステム62を制御し、エンジン駆動力のみによる通常走行を実現する。その際、電子制御ECU30は、電磁クラッチ22を解放制御することにより、モータ20及び減速ギヤボックス21をプロペラシャフト6から切り離し、モータ20の過回転による破損を防止するとともに、モータ20等が抵抗となって燃費を悪化させることを防止する。
【0029】
(モータ駆動モード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、セレクトレバー25aのドライバ操作により0.5速或いは−0.5速が選択されると、車両制御ECU30は、走行モードをエンジン駆動モードからモータ駆動モードへと遷移させる。そして、走行モードがモータ駆動モードであるとき、車両制御ECU30は、例えば図5に示す走行制御ルーチンを設定時間毎に実行することにより、モータ20のみを駆動力として用いた車両の走行制御を行う。
【0030】
このルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS101において、現在のモータトルクが十分であるか否かを調べる。すなわち、本実施の形態において、モータ20は比較的小型なものが採用されているため、車両が登坂路等を走行中の場合や車載荷重が大きすぎる場合等にはモータトルクが不足することがある。そこで、車両制御ECU30は、ステップS101において、例えば後述するモータトルク判定ルーチンによる判定結果からモータトルクが十分であるか否かを判定し、モータトルクが不足していると判定した場合には、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「モータトルクが不足しているのでエンジン駆動モードに切り換える必要があります」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。なお、ハンドブレーキスイッチ39からの信号に基づき、ドライバのハンドブレーキ操作に起因してモータトルクが不足していると判定した場合には、車両制御ECU30は、上述の警報に代えて、例えば「ハンドブレーキを解除して下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバにハンドブレーキの解除を指示する。
【0031】
一方、ステップS101でモータトルクが十分であると判定してステップS102に進むと、車両制御ECU30は、現在の自車速が、モータ20の容量や減速ギヤボックス21の減速比等で規定されたモータ走行時に許容され得る設定車速(例えば、20Km/h)よりも小さいか否かを調べる。
【0032】
ステップS102において、自車速が設定車速以上であると判定した場合、モータ20の過回転を防止するため、車両制御ECU30は、ステップS110で電磁クラッチ22をOFF(解放)し、ステップS111でモータ20への通電をOFFした後、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「車速が大きいのでエンジン駆動モードに切り換えてください」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。なお、車両制御ECU30は、ステップS102で自車速が設定車速以上であると判定した場合において、当該判定が設定制御回数以上行われるまでの間は、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行うことなく上述の警報のみに止め、上記判定が設定回数以上行われた後に、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行い、例えば「車速が速すぎるのでモータ制御は使用できません」等の警報を行ってもよい。
【0033】
一方、ステップS102で自車速が設定車速よりも小さいと判定してステップS103に進むと、車両制御ECU30は、温度センサ44からの信号に基づき、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇しているか否かを調べる。
【0034】
ステップS103において、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇していると判定した場合、モータ20の過熱を防止するため、車両制御ECU30は、ステップS110で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS111でモータ20への通電をOFFした後、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「モータ温度が高いのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。なお、車両制御ECU30は、ステップS103でモータ20の温度が設定温度以上まで上昇していると判定した場合において、当該判定が設定制御回数以上行われるまでの間は、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行うことなく上述の警報のみに止め、上記判定が設定回数以上行われた後に、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行い、例えば「モータの温度が高いのでモータの使用を中止します」等の警報を行ってもよい。
【0035】
一方、ステップS103でモータ20の温度が設定温度よりも低いと判定してステップS104に進むと、車両制御ECU30は、電圧センサ45からの信号に基づき、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であるか否かを調べる。
【0036】
ステップS104において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS110で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS111でモータ20への通電をOFFした後、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「電圧が低下したのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力することでドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。
【0037】
一方、ステップS104において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧よりも高いと判定してステップS105に進むと、車両制御ECU30は、現在、電磁クラッチ22がON(締結)状態にあるか否かを調べる。
【0038】
そして、ステップS105において電磁クラッチ22がON状態にあると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS109に進む。
【0039】
一方、現在、エンジン駆動モードからモータ駆動モードへと遷移した直後等であり、ステップS105において電磁クラッチ22がOFF(解放)状態にあると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS106に進み、モータ回転数等から求まる電磁クラッチ22のドライブプレート回転数が、プロペラシャフト回転数等から求まる電磁クラッチ22のドリブン回転数と略一致しているか否かを調べる。
【0040】
ステップS106において、ドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数が大きく異なると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS107に進み、電磁クラッチ22の締結に伴うトルクショックの発生を防止するため、プロペラシャフト回転数に基づくモータ制御を行うことで電磁クラッチ22のドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数とを一致させる制御を行った後、ルーチンを抜ける。
【0041】
一方、ステップS106において、ドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数とが略一致していると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS108に進み、電磁クラッチ22のON(締結)制御を行った後、ステップS109に進む。
【0042】
ステップS105或いはステップS108からステップS109に進むと、車両制御ECU30は、ドライバのアクセル操作量に応じた電流指令値を設定し、この電流指令値に応じたPWM信号を電流制御器61に出力してモータ20の駆動制御を行った後、ルーチンを抜ける。ここで、モータ20の駆動制御に際し、車両制御ECU30は、電子制御スロットルボディ60を通じたエンジン制御を行い、モータ20への供給電力に応じたオルタネータ77の発電制御を行う。
【0043】
このようなモータ駆動モードの実行時において、ドライバが0.5速或いは−0.5速のシフト位置からシフトレバー25aを抜いた場合(すなわち、1速〜5速或いはR速への変速操作を行った場合)には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをモータ駆動モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。
【0044】
モータトルクが十分であるか否かの判定は、車両制御ECU30において、例えば図6に示すモータトルク判定ルーチンに従って行われる。
このルーチンは所定時間毎に実行されるもので、ルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS201で、モータ20に対する電流指令値を検出する。この場合、電流指令値の変動に対して加速度は遅れて変化するので、電流指令値は、デジタルフィルタ処理により前回の電流指令値で平滑化されることが好ましい。
【0045】
ステップS201からステップS202に進むと、車両制御ECU30は、車速センサ35からの信号に基づいて自車速を検出し、続くステップS203において、予め設定された自車速と電流指令値との関係から、加速度最低値を導出する。すなわち、モータ20に印加する電流値と発生トルクとの関係は、車速(モータ回転数)に応じて変化する。これらの関係に基づき、車両制御ECU30には、モータトルクが十分である場合の走行時に、車速と電流値の関係から見込まれる最低限の加速度(加速度最低値)が予めマップ化されて格納されており、車両制御ECU30は、このマップを参照して加速度最低値を導出する。
【0046】
ステップS203からステップS204に進むと、車両制御ECU30は、自車速の変化に基づいて現在の加速度を演算し、ステップS205において、加速度最低値が現在の自車の加速度よりも大きいか否かを調べる。
【0047】
そして、車両制御ECU30は、加速度最低値が自車の加速度よりも大きい場合にはステップS206に進み、モータトルクは十分であると判定してルーチンを抜ける一方、加速度最低値が自車の加速度以下である場合にはステップS207に進み、モータトルクが不足していると判定してルーチンを抜ける。
【0048】
(渋滞追従モード)
図3に示すように、0.5速でのモータ駆動モードの実行時において、ドライバ操作により渋滞追従スイッチ46がONされると、車両制御ECU30は、走行モードをモータ駆動モードから渋滞追従モードへと遷移させる。そして、走行モードが渋滞追従モードであるとき、車両制御ECU30は、例えば図7に示す渋滞追従制御ルーチンを設定時間毎に実行することにより、モータ20のみを駆動力として用いた渋滞時の追従制御を行う。すなわち、本実施の形態において、渋滞追従モードは、モータ駆動モードの一部をなすものである。
【0049】
このルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS301において、現在の走行状態でのモータトルクが十分であるか否かを調べ、モータトルクが不足していると判定した場合には、ステップS317に進み、例えば「モータトルクが不足しているのでエンジン駆動モードに切り換える必要があります」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。
【0050】
一方、ステップS301でモータトルクが十分であると判定してステップS302に進むと、車両制御ECU30は、現在の自車速が、モータ20の容量や減速ギヤボックス21の減速比等で規定されたモータ走行時に許容され得る設定車速(例えば、20Km/h)よりも小さいか否かを調べる。
【0051】
ステップS302において、自車速が設定車速以上であると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS315で電磁クラッチ22をOFF(解放)し、ステップS316でモータ20への通電をOFFした後、ステップS317に進む。そして、ステップS317において、例えば「車速が大きいのでエンジン駆動モードに切り換えてください」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。すなわち、自車速が設定車速を越えた場合には、渋滞追従制御は実質的に解除される。
【0052】
一方、ステップS302で自車速が設定車速よりも小さいと判定してステップS303に進むと、車両制御ECU30は、温度センサ44からの信号に基づき、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇しているか否かを調べる。
【0053】
ステップS303において、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇していると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS315で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS316でモータ20への通電をOFFした後、ステップS317に進む。そして、ステップS317において、例えば「モータ温度が高いのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。すなわち、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇した場合には、渋滞追従制御は、実質的に解除される。
【0054】
一方、ステップS303でモータ20の温度が設定温度以下よりも低いと判定してステップS304に進むと、車両制御ECU30は、電圧センサ45からの信号に基づき、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であるか否かを調べる。
【0055】
ステップS304において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS315で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS316でモータ20への通電をOFFした後、ステップS317に進む。そして、ステップS317において、例えば「電圧が低下したのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。すなわち、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下である場合には、渋滞追従制御は実質的に解除される。
【0056】
一方、ステップS304において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧よりも高いと判定してステップS305に進むと、車両制御ECU30は、ステレオ画像認識装置50からの車外情報に基づいて、現在、自車走行路前方に先行車があるか否かを調べ、先行車があると判定した場合にはステップS306に進む一方、先行車がないと判定した場合にはにはステップS310に進む。
【0057】
ステップS305からステップS306に進むと、車両制御ECU30は、先行車車速が自車速よりも大きいか否かを調べ、先行車車速が自車速よりも大きいと判定した場合にはステップS310に進む一方、先行車車速が自車速以下であると判定した場合にはステップS307に進む。
【0058】
ステップS306からステップS307に進むと、車両制御ECU30は、予め設定されたマップ等から、先行車車速に基づく目標車間距離を設定する。この場合、車両制御ECU30は、先行車車速が大きい程、目標車間距離を大きく設定する。
【0059】
続くステップS308において、車両制御ECU30は、設定した目標車間距離と実際の先行車距離とに基づき、例えば以下の(1)式により、目標速度差を演算する。すなわち、目標速度差は、G1をゲインとして、
目標速度差=G1・(目標車間距離−先行車距離) …(1)
により演算される。
【0060】
続くステップS309において、車両制御ECU30は、設定した目標速度差と実際の先行車との相対速度に基づき、例えば以下の(2)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G2をゲインとして、
目標加速度=G2・((目標速度差−(自車速−先行車速度)) …(2)
により演算される。
【0061】
一方、ステップS305或いはステップS306からステップS310に進むと、車両制御ECU30は、目標車速設定スイッチ48を通じてドライバにより設定された設定車速と、現在の自車速とに基づき、例えば以下の(3)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G3をゲインとして、
目標加速度=G3・(設定車速−自車速) …(3)
により演算される。
【0062】
なお、車両制御ECU30には、急激な加減速によるドライバの違和感を防止するための目標加速度の上限値及び下限値が設定されており、車両制御ECU30は、ステップS309或いはステップS310において、目標加速度が上限値を越えた場合には目標加速度を上限値に補正し、目標加速度(目標減速度)が下限値を下回った場合には目標加速度を下限値に補正する。
【0063】
そして、ステップS309或いはステップS310からステップS311に進むと、車両制御ECU30は、設定した目標加速度が例えば−0.5Gよりも小さいか否かを調べる。
【0064】
そして、ステップS311において目標加速度が−0.5G以上であると判定した場合には、ステップS312に進み、車両制御ECU30は、目標加速度に基づく電流指令値を設定し、ステップS313で、電流指令値に応じたPWM信号を電流制御器61に出力してモータ20の駆動制御を行った後、ルーチンを抜ける。ここで、このモータ制御に際し、車両制御ECU30は、電子制御スロットルボディ60を通じたエンジン制御によって、モータ20への供給電力に応じたオルタネータ77の発電制御を行う。
【0065】
一方、ステップS311において目標加速度が−0.5Gよりも小さいと判定した場合には、車両ECU30は、ステップS314に進み、モータ20をOFF制御するとともに、電子制御ブレーキシステム62を通じて目標加速度に基づく自動ブレーキ制御を行った後、ルーチンを抜ける。
【0066】
このような渋滞追従モードの実行時において、変速操作等によってドライバが0.5のシフト位置からシフトレバー25aを抜いた場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをモータ駆動モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。また、渋滞追従モードの実行中に、ドライバが渋滞追従スイッチ46を押した場合(すなわち、渋滞追従スイッチ46をOFFした場合)、ブレーキペダルセンサ40からの信号によりドライバによるブレーキ操作が検出された場合、或いは、アクセルペダルセンサ37からの信号によりドライバによるアクセル操作が検出された場合の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードを渋滞追従モードからモータ駆動モードへと遷移させる。
【0067】
ここで、渋滞追従スイッチ46はモーメンタリスイッチで構成されているため、渋滞追従スイッチ46のOFF操作によって渋滞追従モードから他の走行モードに遷移された場合の渋滞追従スイッチ46のスイッチポジションと、それ以外の条件によって渋滞追従モードから他の走行モードに遷移された場合の渋滞追従スイッチ46のスイッチポジションとは同一となる。そして、何れの場合にも渋滞追従スイッチ46のON状態がキャンセルされることにより、渋滞追従モードから他の走行モードへの遷移後に、ドライバの意に反して渋滞追従モードが再開されることが的確に防止される。
【0068】
(ACCモード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、ドライバ操作によりACCスイッチ47がONされると、車両制御ECU30は、現在の変速段が3速〜5速であり、且つ、クラッチペダルが踏み込まれておらず、且つ、車速が規定値以上の高速であることを条件として、走行モードをエンジン駆動モードからACCモードへと遷移させる。そして、走行モードがACCモードであるとき、車両制御ECU30は、例えば図8に示す車間距離制御機能付きクルーズ(ACC)制御ルーチンを設定時間毎に実行することにより、エンジン1のみを駆動力として用いたACC制御を行う。すなわち、本実施の形態において、ACCモードは、エンジン駆動モードの一部をなすものである。
【0069】
このルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS401において、クラッチペダルスイッチ38からの信号に基づき、現在、ドライバによる変速操作中であるか否かを判定する。
【0070】
そして、ステップS401において、変速操作中であると判定した場合には、変速操作によるトルクショックを低減するため、車両制御ECU30は、ステップS413に進み、現在の自車速とシフト位置とに基づいて電子制御スロットルボディ60を通じたスロットル制御を行い、エンジン回転数を適正な回転数に制御した後、ルーチンを抜ける。
【0071】
一方、ステップS401で変速操作中ではないと判定してステップS402に進むと、車両制御ECU30は、ステレオ画像認識装置50からの車外情報に基づいて、現在、自車走行路前方に先行車があるか否かを調べ、先行車があると判定した場合にはステップS403に進む一方、先行車がないと判定した場合にはステップS407に進む。
【0072】
ステップS403からステップS404に進むと、車両制御ECU30は、先行車車速が自車速よりも大きいか否かを調べ、先行車車速が自車速よりも大きいと判定した場合にはステップS407に進む一方、先行車車速が自車速以下であると判定した場合にはステップS404に進む。
【0073】
ステップS403からステップS404に進むと、車両制御ECU30は、予め設定されたマップ等から、先行車車速に基づく目標車間距離を設定する、この場合、車両制御ECU30は、先行車車速が大きい程、目標車間距離を大きく設定する。
【0074】
続くステップS405において、車両制御ECU30は、設定した目標車間距離と実際の先行車車速とに基づき、例えば以下の(4)式により、目標速度差を演算する。すなわち、目標速度差は、G4をゲインとして、
目標速度差=G4・(目標車間距離−先行車距離) …(4)
により演算される。
【0075】
続くステップS406において、車両制御ECU30は、設定した目標速度差と実際の先行車との相対速度に基づき、例えば以下の(5)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G5をゲインとして、
目標加速度=G5・((目標速度差−(自車速−先行車速度)) …(5)
により演算される。
【0076】
一方、ステップS402或いはステップS403からステップS407に進むと、車両制御ECU30は、目標車速設定スイッチ48を通じてドライバにより設定された設定車速と、現在の自車速とに基づき、例えば以下の(6)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G6をゲインとして、
目標加速度=G6・(設定車速−自車速) …(6)
により設定される。
【0077】
なお、車両制御ECU30には、急激な加減速によるドライバの違和感を防止するための目標加速度の上限値及び下限値が設定されており、車両制御ECU30は、ステップS406或いはステップS407において、目標加速度が上限値を超えた場合には目標加速度を上限値に補正し、目標加速度(目標減速度)が下限値を下回った場合には目標加速度を下限値に補正する。
【0078】
そして、ステップS406或いはステップS407からステップS408に進むと、車両制御ECU30は、設定した目標加速度が例えば−0.5Gよりも小さいか否かを調べる。
【0079】
そして、ステップS408において目標加速度が−0.5G以上であると判定した場合には、ステップS409に進み、車両制御ECU30は、目標加速度と現在の変速段とに基づいて最適なエンジン出力を算出し、このエンジン出力に基づいて、電子制御スロットルボディ60を通じたスロットル制御を行った後、ステップS411に進む。
【0080】
一方、ステップS408において、目標加速度が−0.5Gよりも小さいと判定した場合には、ステップS410に進み、車両制御ECU30は、電子制御スロットルボディ60を通じてスロットル開度を”0”に制御するとともに、電子制御ブレーキシステム62を通じて目標加速度に基づく自動ブレーキ制御を行った後、ステップS411に進む。
【0081】
ステップS409或いはステップS410からステップS411に進むと、車両制御ECU30は、例えば図9に示す変速マップ等を参照して、現在、変速を行うべくタイミングにあるか否かを調べる。すなわち、ステップS409或いはステップS410の制御を行った結果、走行状態が変化し、例えば、現在の変速段からのシフトアップを行った方が燃費的に有利であり、且つ、大きい加速力が必要ないと判定した場合、車両制御ECU30は、現在、シフトアップを行うべきタイミングであると判定する。また、ステップS409或いはステップS410の制御を行った結果、走行状態が変化し、例えば、シフトダウンを行った方が加速力を得やすく、追従走行や定速走行を行う上で有利であると判定した場合、車両制御ECU30は、現在、シフトダウンを行うべきタイミングであると判定する。
【0082】
そして、ステップS411において変速を行うべくタイミングであると判定した場合には、ステップS412に進み、車両制御ECU30は、例えば「*速にシフトアップして下さい」や「*速にシフトダウンして下さい」等の変速操作指示をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力した後、ルーチンを抜ける。その際、上述のステップS413でのエンジン制御を適切に行うための時間を確保すべく、車両制御ECU30は、ドライバがシフトレバー25aを操作した後に、適切なクラッチ締結タイミングを指示することが望ましい。
【0083】
一方、ステップS411において変速を行うべくタイミングではないと判定した場合には、車両制御ECU30は、そのままルーチンを抜ける。
【0084】
このようなACCモードの実行時において、ドライバがACCスイッチ47を押した場合(すなわち、ACCスイッチ47をOFFした場合)、3速〜5速以外の変速段にセットされた場合、自車速が規定値以下の低速となった場合、クラッチペダルが長時間踏み込まれている場合、或いは、マニュアルトランスミッション3のギヤが長時間抜かれている場合(すなわち、ニュートラル状態が長時間継続した場合)の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをACCモードからエンジン駆動モードへと遷移させる。
【0085】
すなわち、3速〜5速以外の変速段にセットされた場合には、ACC制御を継続することによるエンジン1の過回転等に起因して燃費の悪化やエンジン1の損傷等が発生することを防止するため、車両制御ECU30は、走行モードをACCモードからエンジン駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「*速にセットされたのでACC機能を解除します」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて行う。
【0086】
また、クラッチペダルが長時間踏み込まれている場合やマニュアルトランスミッション3のギヤが長時間抜かれている場合には、車速制御が不能となるため、車両制御ECU30は、エンジン回転数が現状の回転数以上に上昇されないよう電子制御スロットルボディ60を通じてエンジン制御を行うとともに、走行モードをACCモードからエンジン駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「クラッチを踏んでいるのでACC機能を解除します」等の警報や「ギヤが抜けているのでACC機能を解除します」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて適宜行う。
【0087】
ここで、ACCスイッチ47はモーメンタリスイッチで構成されているため、ACCスイッチ47のOFF操作によってACCモードからエンジン駆動モードに遷移された場合のACCスイッチ47のスイッチポジションと、それ以外の条件によってACCモードからエンジン駆動モードに遷移された場合のACCスイッチ47のスイッチポジションとは同一となる。そして、何れの場合にもACCスイッチ47のON状態がキャンセルされることにより、ACCモードからエンジン駆動モードへの遷移後に、ドライバの意に反してACCモードが再開されることが的確に防止される。
【0088】
(エンスト防止モード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、エンジン回転数がエンスト発生の可能性がある規定値以下の回転数となると、車両制御ECU30は、現在の自車速が規定値以下であり、且つ、フットブレーキやハンドブレーキの操作がなされていないことを条件として、走行モードをエンジン駆動モードからエンスト防止モードへと遷移させる。そして、走行モードがエンスト防止モードであるとき、車両制御ECU30は、モータ20の駆動力によってエンストを防止する。
【0089】
すなわち、変速操作時にドライバがクラッチ操作を誤る等してエンジン回転数が低下し、エンスト発生の可能性が判定されると、車両制御ECU30は、電流制御器61を通じてモータ20の駆動制御を行い、モータ回転数を適正値に制御した上で(すなわち、電磁クラッチ22のドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数を略一致させた上で)電磁クラッチ22を締結してプロペラシャフト6にモータ駆動力を伝達し、エンストの発生を防止する。
【0090】
この場合において、車両制御ECU30は、エンジン回転数が規定値以下となった場合であっても、自車速が規定値以上である場合には走行モードをエンスト防止モードへと遷移させないことにより、モータ20の過回転による破損等を防止する。また、エンジン回転数が規定値以下となった場合であっても、ドライバによるブレーキ操作が行われている場合には走行モードをエンスト防止モードへと遷移させないことにより、ドライバの意に反して走行が継続されることを防止する。
【0091】
このようなエンスト防止モードの実行中において、エンジン回転数が規定値以上に回復した場合、車速が規定値以上となった場合、ドライバによるブレーキ操作が行われた場合、モータ20の温度上昇が検出された場合、或いは、第2のバッテリ75のバッテリ電圧低下が検出された場合の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをエンスト防止モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「車速が上がりましたのでエンスト防止モードを解除します」等の各種警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて適宜行う。
【0092】
(発進フル加速モード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、ドライバ操作により発進フル加速スイッチ49がONされると、車両制御ECU30は、現在の自車速が規定値以下であることを条件として、走行モードをエンジン駆動モードから発進フル加速モードへと遷移させる。そして、走行モードが発進フル加速モードであるとき、車両制御ECU30は、エンジン1の駆動力とモータ2の駆動力とを併用することで発進加速性を向上させる。
【0093】
すなわち、走行モードが発進フル加速モードへと遷移されると、車両制御ECU30は、先ず、電流制御器61を通じてモータ20の駆動制御を行い、モータ回転数を適正値に制御した上で(すなわち、電磁クラッチ22のドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数を略一致させた上で)電磁クラッチ22を締結する。電磁クラッチ22が締結されると、車両制御ECU30は、電流制御器61と通じたモータ制御によってドライバのアクセル操作量に応じたモータ駆動力を発生させ、エンジン駆動力をアシストすることにより、発進加速を強化する。これにより、エンジン1が低回転域での発生トルクの小さいエンジンであっても、良好な発進加速性が実現される。
【0094】
この場合において、車両制御ECU30は、発進フル加速スイッチ49がONされた場合であっても、車速が規定値以上である場合には走行モードが発進フル加速モードへと遷移させないことにより、モータ20の過回転による破損等を防止する。
【0095】
このような発進フル加速モードの実行中において、ドライバが発進フル加速スイッチ49を押した場合(すなわち、発進フル加速スイッチ49をOFFした場合)、自車速が規定値以上となった場合、モータ20の温度上昇が検出された場合、或いは、第2のバッテリ75のバッテリ電圧低下が検出された場合の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードを発進フル加速モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。また、発進フル加速モード中に、0.5速或いは−0.5速の変速段にセットされた場合、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードを発進フル加速モードからモータ駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「車速が上がりましたので発進フル加速モードを解除します」等の各種警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて適宜行う。
【0096】
ここで、発進フル加速スイッチ49はモーメンタリスイッチで構成されているため、発進フル加速スイッチ49のOFF操作によって発進フル加速モードから他の走行モードに遷移された場合の発進フル加速スイッチ49のスイッチポジションと、それ以外の条件によって発進フル加速モードから他の走行モードに遷移された場合の渋滞追従スイッチ49のスイッチポジションとは同一となる。そして、何れの場合にも発進フル加速スイッチ49のON状態がキャンセルされることにより、発進フル加速モードから他の走行モードへの遷移後に、ドライバの意に反して発進フル加速モードが再開されることが的確に防止される。
【0097】
(停止制御モード)
図3に示すように、モータ駆動モード或いは渋滞追従モードの実行時において、自車速の正負変化が検出されると、車両制御ECU30は、モータ駆動モード或いは渋滞追従モードから停止制御モードへと遷移させる。そして、停止制御モードであるとき、車両制御ECU30は、電子制御ブレーキシステム62を通じて車両の停止制御を行う。
【0098】
すなわち、停止制御モードが実行されると、車両制御ECU30は、電子制御ブレーキシステム62を通じた車両の停止制御を継続的に行う。これにより、小型なモータ20のみを駆動力として用いた走行時に、急な登坂路等にさしかかった場合においても、車両の逆走が的確に防止される。
【0099】
その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、例えば「エンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて行うことで、1速〜5速或いはR速への変速操作を促す。
【0100】
このような停止制御モードの実行中において、ドライバが1速〜5速或いはR速への変速操作を行い、且つ、フットブレーキ或いはハンドブレーキの少なくとも何れかのブレーキ操作を行った場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、停止制御モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。
【0101】
その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、例えば「停止制御を解除しました」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて行う。
【0102】
このような実施の形態によれば、マニュアルトランスミッション3を備えたエンジン1の駆動系とは別に、モータ20による駆動系を車載し、このモータ20によってエンジン1とは独立した駆動力を発生可能な構成としたので、マニュアルトランスミッション3にトルクコンバータ等を設けることなく、簡単な構成で、特に発進時や極低速走行時等の煩わしいクラッチ操作やエンストの発生等を防止することができる。
【0103】
そして、モータ駆動系の駆動力のみを用いた走行時に渋滞追従制御を行うことにより、煩わしいマニュアルトランスミッション3の変速操作等を行うことなく、渋滞追従制御を容易に行うことができる。
【0104】
この場合、モータ20を小型なモータで構成するとともに、モータ駆動力を減速ギヤボックス21を介して大きな減速比で減速し、発進時や極低速走行時に特化した駆動系を構成することにより、モータ駆動系をより簡素化することができる。
【0105】
また、マニュアルトランスミッション3の変速操作部25に、モータ20の駆動力のみを用いた走行モードを選択するためのセレクト位置を設定し、当該セレクト位置が選択された場合には、マニュアルトランスミッション3をニュートラル状態とすることにより、ドライバが誤ってモータ駆動力とエンジン駆動力とを混用することを的確に防止できるとともに、ドライバに現在の駆動状況を明確に認識させることができる。
【0106】
なお、上述の実施の形態においては、減速ギヤボックス21と電磁クラッチ22を介してモータ20をプロペラシャフト6に連設してモータ駆動系を構成した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、モータ20をドライブピニオン軸7やフロントドライブ軸10等に連接してモータ駆動系を構成してもよい。
【0107】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成で、マニュアルトランスミッション車による渋滞追従制御時の煩わしさを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両の駆動系を示す概略構成図
【図2】車両の駆動制御系を示す概略構成図
【図3】走行モードの遷移図
【図4】車載の電源系統を示す概略構成図
【図5】モータ駆動モードでの走行制御ルーチンを示すフローチャート
【図6】モータトルク判定ルーチンのフローチャート
【図7】渋滞追従制御ルーチンを示すフローチャート
【図8】車間距離制御機能付きクルーズ制御ルーチンを示すフローチャート
【図9】変速マップの説明図
【符号の説明】
1 … エンジン
3 … マニュアルトランスミッション
20 … モータ
21a … 減速ギヤ列
25 … 変速操作部(操作切換手段)
30 … 車両制御ECU(渋滞追従制御手段)
46 … 渋滞追従スイッチ(モーメンタリスイッチ)
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車との車間距離制御等の渋滞追従制御機能を備えた車両用走行装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば特許文献1に開示されているように、渋滞時におけるドライバの運転操作の負担軽減等を目的として、車載のミリ波レーダやカメラ、レーザーレーダ等から車外情報を取得し、取得した車外情報に基づいて先行車との自動車間距離制御等の渋滞追従制御を行う渋滞追従制御装置(追従走行制御装置)が数多く提案され実用化されている。
【0003】
この種の渋滞追従制御装置は、制御性等の観点から、一般に、駆動系にオートマチックトランスミッションが搭載された車両(以下、単にAT車ともいう)に限定的に採用され、マニュアルトランスミッション搭載車両(以下、単にMT車ともいう)には採用されていない。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−44826号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、渋滞時においては、ドライバのアクセル操作とブレーキ操作のみで追従走行を容易に行うことができるAT車に対し、追従走行に頻繁なクラッチ操作までもが要求されるMT車の方がドライバへの負担が遙かに大きく、このようなMT車に対するドライバへの負担軽減が強く望まれている。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、マニュアルトランスミッション車による渋滞追従制御時の煩わしさを解消することのできる車両用走行装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第1の発明による車両用走行装置は、エンジンの駆動力を車輪に伝達可能なマニュアルトランスミッションと、エンジンとは独立して車輪に駆動力を伝達可能なモータと、エンジンの駆動力を上記マニュアルトランスミッションを通じて車輪に伝達するエンジン駆動モードとモータの駆動力を車輪に伝達するモータ駆動モードとを選択的に切換可能な操作切換手段と、モータ駆動モードの選択時に渋滞追従制御を実行可能な渋滞追従制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
第1の発明において、モータ駆動モードでは、マニュアルトランスミッションをニュートラル状態としてモータの駆動力のみを車輪に伝達することを特徴とする。
【0009】
第1の発明において、渋滞追従制御手段は、渋滞追従制御の実行及び解除をモーメンタリスイッチの操作に基づいて切り換えることを特徴とする。
【0010】
また、渋滞追従制御手段は、渋滞追従制御の実行中であっても車速が設定車速を超えた場合に上記渋滞追従制御を解除することを特徴とする。
【0011】
また、モータは、減速ギヤ列を介して駆動力を車輪に伝達することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係わり、図1は車両の駆動系を示す概略構成図、図2は車両の駆動制御系を示す概略構成図、図3は走行モードの遷移図、図4は車載の電源系統を示す概略構成図、図5はモータ駆動モードでの走行制御ルーチンを示すフローチャート、図6はモータトルク判定ルーチンのフローチャート、図7は渋滞追従制御ルーチンを示すフローチャート、図8は車間距離制御機能付きクルーズ制御ルーチンを示すフローチャート、図9は変速マップの説明図である。
【0013】
図1において、符号1は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン1による駆動力は、クラッチ2を介してマニュアルトランスミッション3に伝達可能となっている。
【0014】
マニュアルトランスミッション3の出力軸3aにはトランスファ4が連結され、このトランスファ4に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸5、プロペラシャフト6、ドライブピニオン軸部7を介して後輪終減速装置8に入力される一方、リダクションギヤ列9、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸10を介して前輪終減速装置11に入力される。ここで、クラッチ2、マニュアルトランスミッション3、トランスファ4、及び、前輪終減速装置11は、ケース12内に一体的に収容されていわゆるトランスアクスルを構成する。
【0015】
また、プロペラシャフト6の近傍にはモータ20が配設されており、このモータ20による駆動力は、減速ギヤボックス21及び電磁クラッチ22を介してプロペラシャフト6に伝達可能となっている。
【0016】
すなわち、モータ20の出力軸20aには減速ギヤボックス21が連設されており、モータ駆動力は、減速ギヤボックス21内に配列された減速ギヤ列21aによって所定の減速比で減速されるようになっている。また、減速ギヤボックス21の出力軸21bには電磁クラッチ22のドライブプレート22aが連結されており、このドライブプレート22aがプロペラシャフト6に軸着するドリブンプレート22bに締結されることにより、モータ駆動力がプロペラシャフト6に伝達可能となっている。
【0017】
そして、このようにモータ20が減速ギヤボックス21及び電磁クラッチ22を介してプロペラシャフト6に連設されることにより、モータ20は、エンジン1とは独立した駆動系を構成する。
【0018】
この場合、モータ20の駆動力が減速ギヤ列21aを通じて大きな減速比で減速されることにより、例えば、10W程度の小型なモータで、20Km/h程度までの極低速走行時に必要なモータトルクが確保されるようになっている。
【0019】
このような構成において、後輪終減速装置8に入力された駆動力(エンジン1或いはモータ20のうちの少なくとも何れか一方からの駆動力)は、後輪左ドライブ軸13rlを経て左後輪14rlに伝達されるとともに、後輪右ドライブ軸13rrを経て右後輪14rrに伝達される。一方、前輪終減速装置11に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13flを経て左前輪14flに伝達されるとともに、前輪右ドライブ軸13frを経て右前輪14frに伝達される。
【0020】
ここで、本実施の形態において、マニュアルトランスミッション3は、例えば、前進5段、後進1段の変速段を有する変速装置で構成され、このマニュアルトランスミッション3には、セレクトレバー25aのドライバ操作に応じて変速段を機械的に切り換えるための変速操作部25が併設されている。すなわち、図示のように、変速操作部25には、前進1速〜5速の変速段を選択するためのセレクト位置(1速〜5速)が設定されているとともに、後進1速の変速段を選択するためのセレクト位置(R速)が設定されている。
【0021】
さらに、変速操作部25には、モータ20の駆動力のみを用いた走行モードを選択するためのセレクト位置(0.5速及び−0.5速)が設定されている。これらのセレクト位置は、1速及び2速のセレクト位置にそれぞれ隣接して設けられ、セレクトレバー25aの操作によって0.5速或いは−0.5速のセレクト位置が選択されると、マニュアルトランスミッション3は機械的にニュートラル状態となって、エンジン1からトランスファ4への駆動力を遮断する。すなわち、変速操作部25は、操作切換手段としての機能を有する。
【0022】
次に、上述の構成による車両の駆動制御系について説明する。
図2において、符号30は車両制御電子制御ユニット(以下、車両制御ECUと称す)を示し、この車両制御ECU30には、例えば、4輪車輪速に基づいて車速を検出する車速センサ35、ドライバにより選択された変速操作部25のセレクト位置(0.5速、1〜5速、R速、或いは、−0.5速)を検出するシフトポジションセンサ36、ドライバによるアクセルペダル(図示せず)の操作量を検出するアクセルペダルセンサ37、ドライバによるクラッチペダル(図示せず)の踏み込み状態を検出するクラッチペダルスイッチ38、ドライバによるハンドブレーキ(図示せず)の操作状態を検出するハンドブレーキスイッチ39、ドライバによるブレーキペダル(図示せず)の操作量を検出するブレーキペダルセンサ40、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ41、プロペラシャフト6の回転数を検出するプロペラシャフト回転数センサ42、モータ20の回転数を検出するモータ回転数センサ43、モータ20の温度を検出する温度センサ44、バッテリ電圧を検出する電圧センサ45、後述する渋滞追従モードを選択するための渋滞追従スイッチ46、後述するACCモード(車間距離制御機能付きクルーズモード)を選択するためのACCスイッチ47、渋滞追従モード或いはACCモードでの目標車速を設定する目標車速設定スイッチ48、及び、後述する発進フル加速モードを選択するための発進フル加速スイッチ49等の各種センサ・スイッチ類が接続されている。ここで、渋滞追従スイッチ56、ACCスイッチ47、及び、発進フル加速スイッチ49は、ON/OFF時のスイッチポジションが不変なモーメンタリスイッチで構成されている。
【0023】
また、車両制御ECU30には、例えば、一対の車載CCDカメラを備えた周知のステレオ画像認識装置55が接続され、このステレオ画像認識装置55で認識された先行車距離、先行車速度、先行車以外の静止物位置、白線座標、自車進行路座標等の車外情報が入力される。なお、これらの車外情報は、ステレオ画像認識装置55に代えて、例えばミリ波レーダやレーザーレーダ等から入力されるものであってもよい。
【0024】
そして、車両制御ECU30は、各種入力信号等に基づき、電子制御スロットルボディ60を通じたエンジン1のスロットル制御、電流制御器61を通じたモータ20への通電制御、電磁クラッチ22の締結制御、及び、電子制御ブレーキシステム62を通じたブレーキ制御等を適宜行うことで、例えば図3に示すように、自車の走行モードを、エンジン駆動モード、モータ駆動モード、渋滞追従モード、ACCモード、エンスト防止モード、或いは、発進フル加速モード等の各種走行モードで制御するとともに、必要に応じて停止制御モードを実行する。また、車両制御ECU30は、各モードでの制御時にドライバに対する指示や警報等が必要となった際には、操縦案内装置65を通じてスピーカ66やディスプレイ67を駆動し、必要な情報をドライバに報知する。すなわち、車両制御ECU30は、渋滞追従制御手段としての機能を有する。
【0025】
ここで、図4に示すように、電流制御器61は、例えば4個のパワーMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor;以下、単にトランジスタと称す)70〜73を備えたブリッジ回路で構成されている。この電流制御器61は、エンジン1の点火系統(図示せず)や車両制御ECU30等の各種補機類への給電を行うバッテリ(第1のバッテリ)74とは別に車載されたバッテリ(第2のバッテリ)75からの電力を、車両制御ECU30からの制御信号に基づいてモータ20に給電するようになっている。具体的には、電流制御器61は、車両制御ECU30によってPWM(pulse widht modulation)制御されるもので、パワートランジスタ70,71にパルス信号が印加された際にモータ20を正転させ、パワートランジスタ72,73にパルス信号が印加された際にモータ20を逆転させる。
【0026】
また、第1,第2のバッテリ74,75には、コンバータ76を介してオルタネータ77が接続されており、電圧センサ45からの信号等に基づいてオルタネータ77の発電制御が行われると、この発電電力がコンバータ73でAC−DC変換された後、第1,第2のバッテリ72,73に適宜給電される。
【0027】
この場合、第1のバッテリ74と第2のバッテリ75との間にはダイオード78,79が介装されており、これらのダイオード78,79によって第1,第2のバッテリ74,75が電気的に仕切られることで、両バッテリ74,75はそれぞれ独立した個別のバッテリとして機能する。従って、モータ20への給電時に第2のバッテリ75の電力低下が発生した場合にも、第1のバッテリ74の電力によって、通常のエンジン制御や補機類の駆動等を行うことができる。
【0028】
(エンジン駆動モード)
セレクトレバー25aのドライバ操作により1速〜5速或いはR速の何れかの変速段が選択されると、車両制御ECU30は、エンジン駆動モードを実行する。走行モードがエンジン駆動モードであるとき、車両制御ECU30は、ドライバによるアクセルペダルの操作量やブレーキペダルの操作量に応じて電子制御スロットルボディ60や電子制御ブレーキシステム62を制御し、エンジン駆動力のみによる通常走行を実現する。その際、電子制御ECU30は、電磁クラッチ22を解放制御することにより、モータ20及び減速ギヤボックス21をプロペラシャフト6から切り離し、モータ20の過回転による破損を防止するとともに、モータ20等が抵抗となって燃費を悪化させることを防止する。
【0029】
(モータ駆動モード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、セレクトレバー25aのドライバ操作により0.5速或いは−0.5速が選択されると、車両制御ECU30は、走行モードをエンジン駆動モードからモータ駆動モードへと遷移させる。そして、走行モードがモータ駆動モードであるとき、車両制御ECU30は、例えば図5に示す走行制御ルーチンを設定時間毎に実行することにより、モータ20のみを駆動力として用いた車両の走行制御を行う。
【0030】
このルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS101において、現在のモータトルクが十分であるか否かを調べる。すなわち、本実施の形態において、モータ20は比較的小型なものが採用されているため、車両が登坂路等を走行中の場合や車載荷重が大きすぎる場合等にはモータトルクが不足することがある。そこで、車両制御ECU30は、ステップS101において、例えば後述するモータトルク判定ルーチンによる判定結果からモータトルクが十分であるか否かを判定し、モータトルクが不足していると判定した場合には、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「モータトルクが不足しているのでエンジン駆動モードに切り換える必要があります」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。なお、ハンドブレーキスイッチ39からの信号に基づき、ドライバのハンドブレーキ操作に起因してモータトルクが不足していると判定した場合には、車両制御ECU30は、上述の警報に代えて、例えば「ハンドブレーキを解除して下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバにハンドブレーキの解除を指示する。
【0031】
一方、ステップS101でモータトルクが十分であると判定してステップS102に進むと、車両制御ECU30は、現在の自車速が、モータ20の容量や減速ギヤボックス21の減速比等で規定されたモータ走行時に許容され得る設定車速(例えば、20Km/h)よりも小さいか否かを調べる。
【0032】
ステップS102において、自車速が設定車速以上であると判定した場合、モータ20の過回転を防止するため、車両制御ECU30は、ステップS110で電磁クラッチ22をOFF(解放)し、ステップS111でモータ20への通電をOFFした後、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「車速が大きいのでエンジン駆動モードに切り換えてください」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。なお、車両制御ECU30は、ステップS102で自車速が設定車速以上であると判定した場合において、当該判定が設定制御回数以上行われるまでの間は、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行うことなく上述の警報のみに止め、上記判定が設定回数以上行われた後に、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行い、例えば「車速が速すぎるのでモータ制御は使用できません」等の警報を行ってもよい。
【0033】
一方、ステップS102で自車速が設定車速よりも小さいと判定してステップS103に進むと、車両制御ECU30は、温度センサ44からの信号に基づき、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇しているか否かを調べる。
【0034】
ステップS103において、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇していると判定した場合、モータ20の過熱を防止するため、車両制御ECU30は、ステップS110で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS111でモータ20への通電をOFFした後、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「モータ温度が高いのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。なお、車両制御ECU30は、ステップS103でモータ20の温度が設定温度以上まで上昇していると判定した場合において、当該判定が設定制御回数以上行われるまでの間は、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行うことなく上述の警報のみに止め、上記判定が設定回数以上行われた後に、電磁クラッチ22及びモータ20のOFF制御を行い、例えば「モータの温度が高いのでモータの使用を中止します」等の警報を行ってもよい。
【0035】
一方、ステップS103でモータ20の温度が設定温度よりも低いと判定してステップS104に進むと、車両制御ECU30は、電圧センサ45からの信号に基づき、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であるか否かを調べる。
【0036】
ステップS104において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS110で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS111でモータ20への通電をOFFした後、ステップS112に進む。そして、ステップS112において、例えば「電圧が低下したのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力することでドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。
【0037】
一方、ステップS104において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧よりも高いと判定してステップS105に進むと、車両制御ECU30は、現在、電磁クラッチ22がON(締結)状態にあるか否かを調べる。
【0038】
そして、ステップS105において電磁クラッチ22がON状態にあると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS109に進む。
【0039】
一方、現在、エンジン駆動モードからモータ駆動モードへと遷移した直後等であり、ステップS105において電磁クラッチ22がOFF(解放)状態にあると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS106に進み、モータ回転数等から求まる電磁クラッチ22のドライブプレート回転数が、プロペラシャフト回転数等から求まる電磁クラッチ22のドリブン回転数と略一致しているか否かを調べる。
【0040】
ステップS106において、ドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数が大きく異なると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS107に進み、電磁クラッチ22の締結に伴うトルクショックの発生を防止するため、プロペラシャフト回転数に基づくモータ制御を行うことで電磁クラッチ22のドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数とを一致させる制御を行った後、ルーチンを抜ける。
【0041】
一方、ステップS106において、ドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数とが略一致していると判定した場合には、車両制御ECU30は、ステップS108に進み、電磁クラッチ22のON(締結)制御を行った後、ステップS109に進む。
【0042】
ステップS105或いはステップS108からステップS109に進むと、車両制御ECU30は、ドライバのアクセル操作量に応じた電流指令値を設定し、この電流指令値に応じたPWM信号を電流制御器61に出力してモータ20の駆動制御を行った後、ルーチンを抜ける。ここで、モータ20の駆動制御に際し、車両制御ECU30は、電子制御スロットルボディ60を通じたエンジン制御を行い、モータ20への供給電力に応じたオルタネータ77の発電制御を行う。
【0043】
このようなモータ駆動モードの実行時において、ドライバが0.5速或いは−0.5速のシフト位置からシフトレバー25aを抜いた場合(すなわち、1速〜5速或いはR速への変速操作を行った場合)には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをモータ駆動モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。
【0044】
モータトルクが十分であるか否かの判定は、車両制御ECU30において、例えば図6に示すモータトルク判定ルーチンに従って行われる。
このルーチンは所定時間毎に実行されるもので、ルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS201で、モータ20に対する電流指令値を検出する。この場合、電流指令値の変動に対して加速度は遅れて変化するので、電流指令値は、デジタルフィルタ処理により前回の電流指令値で平滑化されることが好ましい。
【0045】
ステップS201からステップS202に進むと、車両制御ECU30は、車速センサ35からの信号に基づいて自車速を検出し、続くステップS203において、予め設定された自車速と電流指令値との関係から、加速度最低値を導出する。すなわち、モータ20に印加する電流値と発生トルクとの関係は、車速(モータ回転数)に応じて変化する。これらの関係に基づき、車両制御ECU30には、モータトルクが十分である場合の走行時に、車速と電流値の関係から見込まれる最低限の加速度(加速度最低値)が予めマップ化されて格納されており、車両制御ECU30は、このマップを参照して加速度最低値を導出する。
【0046】
ステップS203からステップS204に進むと、車両制御ECU30は、自車速の変化に基づいて現在の加速度を演算し、ステップS205において、加速度最低値が現在の自車の加速度よりも大きいか否かを調べる。
【0047】
そして、車両制御ECU30は、加速度最低値が自車の加速度よりも大きい場合にはステップS206に進み、モータトルクは十分であると判定してルーチンを抜ける一方、加速度最低値が自車の加速度以下である場合にはステップS207に進み、モータトルクが不足していると判定してルーチンを抜ける。
【0048】
(渋滞追従モード)
図3に示すように、0.5速でのモータ駆動モードの実行時において、ドライバ操作により渋滞追従スイッチ46がONされると、車両制御ECU30は、走行モードをモータ駆動モードから渋滞追従モードへと遷移させる。そして、走行モードが渋滞追従モードであるとき、車両制御ECU30は、例えば図7に示す渋滞追従制御ルーチンを設定時間毎に実行することにより、モータ20のみを駆動力として用いた渋滞時の追従制御を行う。すなわち、本実施の形態において、渋滞追従モードは、モータ駆動モードの一部をなすものである。
【0049】
このルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS301において、現在の走行状態でのモータトルクが十分であるか否かを調べ、モータトルクが不足していると判定した場合には、ステップS317に進み、例えば「モータトルクが不足しているのでエンジン駆動モードに切り換える必要があります」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。
【0050】
一方、ステップS301でモータトルクが十分であると判定してステップS302に進むと、車両制御ECU30は、現在の自車速が、モータ20の容量や減速ギヤボックス21の減速比等で規定されたモータ走行時に許容され得る設定車速(例えば、20Km/h)よりも小さいか否かを調べる。
【0051】
ステップS302において、自車速が設定車速以上であると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS315で電磁クラッチ22をOFF(解放)し、ステップS316でモータ20への通電をOFFした後、ステップS317に進む。そして、ステップS317において、例えば「車速が大きいのでエンジン駆動モードに切り換えてください」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。すなわち、自車速が設定車速を越えた場合には、渋滞追従制御は実質的に解除される。
【0052】
一方、ステップS302で自車速が設定車速よりも小さいと判定してステップS303に進むと、車両制御ECU30は、温度センサ44からの信号に基づき、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇しているか否かを調べる。
【0053】
ステップS303において、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇していると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS315で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS316でモータ20への通電をOFFした後、ステップS317に進む。そして、ステップS317において、例えば「モータ温度が高いのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。すなわち、モータ20の温度が設定温度以上まで上昇した場合には、渋滞追従制御は、実質的に解除される。
【0054】
一方、ステップS303でモータ20の温度が設定温度以下よりも低いと判定してステップS304に進むと、車両制御ECU30は、電圧センサ45からの信号に基づき、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であるか否かを調べる。
【0055】
ステップS304において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下であると判定した場合、車両制御ECU30は、ステップS315で電磁クラッチ22をOFFし、ステップS316でモータ20への通電をOFFした後、ステップS317に進む。そして、ステップS317において、例えば「電圧が低下したのでエンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力し、ドライバに変速操作を指示した後、ルーチンを抜ける。すなわち、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧以下である場合には、渋滞追従制御は実質的に解除される。
【0056】
一方、ステップS304において、第2のバッテリ71のバッテリ電圧が設定電圧よりも高いと判定してステップS305に進むと、車両制御ECU30は、ステレオ画像認識装置50からの車外情報に基づいて、現在、自車走行路前方に先行車があるか否かを調べ、先行車があると判定した場合にはステップS306に進む一方、先行車がないと判定した場合にはにはステップS310に進む。
【0057】
ステップS305からステップS306に進むと、車両制御ECU30は、先行車車速が自車速よりも大きいか否かを調べ、先行車車速が自車速よりも大きいと判定した場合にはステップS310に進む一方、先行車車速が自車速以下であると判定した場合にはステップS307に進む。
【0058】
ステップS306からステップS307に進むと、車両制御ECU30は、予め設定されたマップ等から、先行車車速に基づく目標車間距離を設定する。この場合、車両制御ECU30は、先行車車速が大きい程、目標車間距離を大きく設定する。
【0059】
続くステップS308において、車両制御ECU30は、設定した目標車間距離と実際の先行車距離とに基づき、例えば以下の(1)式により、目標速度差を演算する。すなわち、目標速度差は、G1をゲインとして、
目標速度差=G1・(目標車間距離−先行車距離) …(1)
により演算される。
【0060】
続くステップS309において、車両制御ECU30は、設定した目標速度差と実際の先行車との相対速度に基づき、例えば以下の(2)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G2をゲインとして、
目標加速度=G2・((目標速度差−(自車速−先行車速度)) …(2)
により演算される。
【0061】
一方、ステップS305或いはステップS306からステップS310に進むと、車両制御ECU30は、目標車速設定スイッチ48を通じてドライバにより設定された設定車速と、現在の自車速とに基づき、例えば以下の(3)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G3をゲインとして、
目標加速度=G3・(設定車速−自車速) …(3)
により演算される。
【0062】
なお、車両制御ECU30には、急激な加減速によるドライバの違和感を防止するための目標加速度の上限値及び下限値が設定されており、車両制御ECU30は、ステップS309或いはステップS310において、目標加速度が上限値を越えた場合には目標加速度を上限値に補正し、目標加速度(目標減速度)が下限値を下回った場合には目標加速度を下限値に補正する。
【0063】
そして、ステップS309或いはステップS310からステップS311に進むと、車両制御ECU30は、設定した目標加速度が例えば−0.5Gよりも小さいか否かを調べる。
【0064】
そして、ステップS311において目標加速度が−0.5G以上であると判定した場合には、ステップS312に進み、車両制御ECU30は、目標加速度に基づく電流指令値を設定し、ステップS313で、電流指令値に応じたPWM信号を電流制御器61に出力してモータ20の駆動制御を行った後、ルーチンを抜ける。ここで、このモータ制御に際し、車両制御ECU30は、電子制御スロットルボディ60を通じたエンジン制御によって、モータ20への供給電力に応じたオルタネータ77の発電制御を行う。
【0065】
一方、ステップS311において目標加速度が−0.5Gよりも小さいと判定した場合には、車両ECU30は、ステップS314に進み、モータ20をOFF制御するとともに、電子制御ブレーキシステム62を通じて目標加速度に基づく自動ブレーキ制御を行った後、ルーチンを抜ける。
【0066】
このような渋滞追従モードの実行時において、変速操作等によってドライバが0.5のシフト位置からシフトレバー25aを抜いた場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをモータ駆動モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。また、渋滞追従モードの実行中に、ドライバが渋滞追従スイッチ46を押した場合(すなわち、渋滞追従スイッチ46をOFFした場合)、ブレーキペダルセンサ40からの信号によりドライバによるブレーキ操作が検出された場合、或いは、アクセルペダルセンサ37からの信号によりドライバによるアクセル操作が検出された場合の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードを渋滞追従モードからモータ駆動モードへと遷移させる。
【0067】
ここで、渋滞追従スイッチ46はモーメンタリスイッチで構成されているため、渋滞追従スイッチ46のOFF操作によって渋滞追従モードから他の走行モードに遷移された場合の渋滞追従スイッチ46のスイッチポジションと、それ以外の条件によって渋滞追従モードから他の走行モードに遷移された場合の渋滞追従スイッチ46のスイッチポジションとは同一となる。そして、何れの場合にも渋滞追従スイッチ46のON状態がキャンセルされることにより、渋滞追従モードから他の走行モードへの遷移後に、ドライバの意に反して渋滞追従モードが再開されることが的確に防止される。
【0068】
(ACCモード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、ドライバ操作によりACCスイッチ47がONされると、車両制御ECU30は、現在の変速段が3速〜5速であり、且つ、クラッチペダルが踏み込まれておらず、且つ、車速が規定値以上の高速であることを条件として、走行モードをエンジン駆動モードからACCモードへと遷移させる。そして、走行モードがACCモードであるとき、車両制御ECU30は、例えば図8に示す車間距離制御機能付きクルーズ(ACC)制御ルーチンを設定時間毎に実行することにより、エンジン1のみを駆動力として用いたACC制御を行う。すなわち、本実施の形態において、ACCモードは、エンジン駆動モードの一部をなすものである。
【0069】
このルーチンがスタートすると、車両制御ECU30は、先ず、ステップS401において、クラッチペダルスイッチ38からの信号に基づき、現在、ドライバによる変速操作中であるか否かを判定する。
【0070】
そして、ステップS401において、変速操作中であると判定した場合には、変速操作によるトルクショックを低減するため、車両制御ECU30は、ステップS413に進み、現在の自車速とシフト位置とに基づいて電子制御スロットルボディ60を通じたスロットル制御を行い、エンジン回転数を適正な回転数に制御した後、ルーチンを抜ける。
【0071】
一方、ステップS401で変速操作中ではないと判定してステップS402に進むと、車両制御ECU30は、ステレオ画像認識装置50からの車外情報に基づいて、現在、自車走行路前方に先行車があるか否かを調べ、先行車があると判定した場合にはステップS403に進む一方、先行車がないと判定した場合にはステップS407に進む。
【0072】
ステップS403からステップS404に進むと、車両制御ECU30は、先行車車速が自車速よりも大きいか否かを調べ、先行車車速が自車速よりも大きいと判定した場合にはステップS407に進む一方、先行車車速が自車速以下であると判定した場合にはステップS404に進む。
【0073】
ステップS403からステップS404に進むと、車両制御ECU30は、予め設定されたマップ等から、先行車車速に基づく目標車間距離を設定する、この場合、車両制御ECU30は、先行車車速が大きい程、目標車間距離を大きく設定する。
【0074】
続くステップS405において、車両制御ECU30は、設定した目標車間距離と実際の先行車車速とに基づき、例えば以下の(4)式により、目標速度差を演算する。すなわち、目標速度差は、G4をゲインとして、
目標速度差=G4・(目標車間距離−先行車距離) …(4)
により演算される。
【0075】
続くステップS406において、車両制御ECU30は、設定した目標速度差と実際の先行車との相対速度に基づき、例えば以下の(5)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G5をゲインとして、
目標加速度=G5・((目標速度差−(自車速−先行車速度)) …(5)
により演算される。
【0076】
一方、ステップS402或いはステップS403からステップS407に進むと、車両制御ECU30は、目標車速設定スイッチ48を通じてドライバにより設定された設定車速と、現在の自車速とに基づき、例えば以下の(6)式により、目標加速度を演算する。すなわち、目標加速度は、G6をゲインとして、
目標加速度=G6・(設定車速−自車速) …(6)
により設定される。
【0077】
なお、車両制御ECU30には、急激な加減速によるドライバの違和感を防止するための目標加速度の上限値及び下限値が設定されており、車両制御ECU30は、ステップS406或いはステップS407において、目標加速度が上限値を超えた場合には目標加速度を上限値に補正し、目標加速度(目標減速度)が下限値を下回った場合には目標加速度を下限値に補正する。
【0078】
そして、ステップS406或いはステップS407からステップS408に進むと、車両制御ECU30は、設定した目標加速度が例えば−0.5Gよりも小さいか否かを調べる。
【0079】
そして、ステップS408において目標加速度が−0.5G以上であると判定した場合には、ステップS409に進み、車両制御ECU30は、目標加速度と現在の変速段とに基づいて最適なエンジン出力を算出し、このエンジン出力に基づいて、電子制御スロットルボディ60を通じたスロットル制御を行った後、ステップS411に進む。
【0080】
一方、ステップS408において、目標加速度が−0.5Gよりも小さいと判定した場合には、ステップS410に進み、車両制御ECU30は、電子制御スロットルボディ60を通じてスロットル開度を”0”に制御するとともに、電子制御ブレーキシステム62を通じて目標加速度に基づく自動ブレーキ制御を行った後、ステップS411に進む。
【0081】
ステップS409或いはステップS410からステップS411に進むと、車両制御ECU30は、例えば図9に示す変速マップ等を参照して、現在、変速を行うべくタイミングにあるか否かを調べる。すなわち、ステップS409或いはステップS410の制御を行った結果、走行状態が変化し、例えば、現在の変速段からのシフトアップを行った方が燃費的に有利であり、且つ、大きい加速力が必要ないと判定した場合、車両制御ECU30は、現在、シフトアップを行うべきタイミングであると判定する。また、ステップS409或いはステップS410の制御を行った結果、走行状態が変化し、例えば、シフトダウンを行った方が加速力を得やすく、追従走行や定速走行を行う上で有利であると判定した場合、車両制御ECU30は、現在、シフトダウンを行うべきタイミングであると判定する。
【0082】
そして、ステップS411において変速を行うべくタイミングであると判定した場合には、ステップS412に進み、車両制御ECU30は、例えば「*速にシフトアップして下さい」や「*速にシフトダウンして下さい」等の変速操作指示をスピーカ66やディスプレイ67を通じて出力した後、ルーチンを抜ける。その際、上述のステップS413でのエンジン制御を適切に行うための時間を確保すべく、車両制御ECU30は、ドライバがシフトレバー25aを操作した後に、適切なクラッチ締結タイミングを指示することが望ましい。
【0083】
一方、ステップS411において変速を行うべくタイミングではないと判定した場合には、車両制御ECU30は、そのままルーチンを抜ける。
【0084】
このようなACCモードの実行時において、ドライバがACCスイッチ47を押した場合(すなわち、ACCスイッチ47をOFFした場合)、3速〜5速以外の変速段にセットされた場合、自車速が規定値以下の低速となった場合、クラッチペダルが長時間踏み込まれている場合、或いは、マニュアルトランスミッション3のギヤが長時間抜かれている場合(すなわち、ニュートラル状態が長時間継続した場合)の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをACCモードからエンジン駆動モードへと遷移させる。
【0085】
すなわち、3速〜5速以外の変速段にセットされた場合には、ACC制御を継続することによるエンジン1の過回転等に起因して燃費の悪化やエンジン1の損傷等が発生することを防止するため、車両制御ECU30は、走行モードをACCモードからエンジン駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「*速にセットされたのでACC機能を解除します」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて行う。
【0086】
また、クラッチペダルが長時間踏み込まれている場合やマニュアルトランスミッション3のギヤが長時間抜かれている場合には、車速制御が不能となるため、車両制御ECU30は、エンジン回転数が現状の回転数以上に上昇されないよう電子制御スロットルボディ60を通じてエンジン制御を行うとともに、走行モードをACCモードからエンジン駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「クラッチを踏んでいるのでACC機能を解除します」等の警報や「ギヤが抜けているのでACC機能を解除します」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて適宜行う。
【0087】
ここで、ACCスイッチ47はモーメンタリスイッチで構成されているため、ACCスイッチ47のOFF操作によってACCモードからエンジン駆動モードに遷移された場合のACCスイッチ47のスイッチポジションと、それ以外の条件によってACCモードからエンジン駆動モードに遷移された場合のACCスイッチ47のスイッチポジションとは同一となる。そして、何れの場合にもACCスイッチ47のON状態がキャンセルされることにより、ACCモードからエンジン駆動モードへの遷移後に、ドライバの意に反してACCモードが再開されることが的確に防止される。
【0088】
(エンスト防止モード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、エンジン回転数がエンスト発生の可能性がある規定値以下の回転数となると、車両制御ECU30は、現在の自車速が規定値以下であり、且つ、フットブレーキやハンドブレーキの操作がなされていないことを条件として、走行モードをエンジン駆動モードからエンスト防止モードへと遷移させる。そして、走行モードがエンスト防止モードであるとき、車両制御ECU30は、モータ20の駆動力によってエンストを防止する。
【0089】
すなわち、変速操作時にドライバがクラッチ操作を誤る等してエンジン回転数が低下し、エンスト発生の可能性が判定されると、車両制御ECU30は、電流制御器61を通じてモータ20の駆動制御を行い、モータ回転数を適正値に制御した上で(すなわち、電磁クラッチ22のドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数を略一致させた上で)電磁クラッチ22を締結してプロペラシャフト6にモータ駆動力を伝達し、エンストの発生を防止する。
【0090】
この場合において、車両制御ECU30は、エンジン回転数が規定値以下となった場合であっても、自車速が規定値以上である場合には走行モードをエンスト防止モードへと遷移させないことにより、モータ20の過回転による破損等を防止する。また、エンジン回転数が規定値以下となった場合であっても、ドライバによるブレーキ操作が行われている場合には走行モードをエンスト防止モードへと遷移させないことにより、ドライバの意に反して走行が継続されることを防止する。
【0091】
このようなエンスト防止モードの実行中において、エンジン回転数が規定値以上に回復した場合、車速が規定値以上となった場合、ドライバによるブレーキ操作が行われた場合、モータ20の温度上昇が検出された場合、或いは、第2のバッテリ75のバッテリ電圧低下が検出された場合の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードをエンスト防止モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「車速が上がりましたのでエンスト防止モードを解除します」等の各種警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて適宜行う。
【0092】
(発進フル加速モード)
図3に示すように、エンジン駆動モードの実行時において、ドライバ操作により発進フル加速スイッチ49がONされると、車両制御ECU30は、現在の自車速が規定値以下であることを条件として、走行モードをエンジン駆動モードから発進フル加速モードへと遷移させる。そして、走行モードが発進フル加速モードであるとき、車両制御ECU30は、エンジン1の駆動力とモータ2の駆動力とを併用することで発進加速性を向上させる。
【0093】
すなわち、走行モードが発進フル加速モードへと遷移されると、車両制御ECU30は、先ず、電流制御器61を通じてモータ20の駆動制御を行い、モータ回転数を適正値に制御した上で(すなわち、電磁クラッチ22のドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数を略一致させた上で)電磁クラッチ22を締結する。電磁クラッチ22が締結されると、車両制御ECU30は、電流制御器61と通じたモータ制御によってドライバのアクセル操作量に応じたモータ駆動力を発生させ、エンジン駆動力をアシストすることにより、発進加速を強化する。これにより、エンジン1が低回転域での発生トルクの小さいエンジンであっても、良好な発進加速性が実現される。
【0094】
この場合において、車両制御ECU30は、発進フル加速スイッチ49がONされた場合であっても、車速が規定値以上である場合には走行モードが発進フル加速モードへと遷移させないことにより、モータ20の過回転による破損等を防止する。
【0095】
このような発進フル加速モードの実行中において、ドライバが発進フル加速スイッチ49を押した場合(すなわち、発進フル加速スイッチ49をOFFした場合)、自車速が規定値以上となった場合、モータ20の温度上昇が検出された場合、或いは、第2のバッテリ75のバッテリ電圧低下が検出された場合の少なくとも何れかの場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードを発進フル加速モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。また、発進フル加速モード中に、0.5速或いは−0.5速の変速段にセットされた場合、図3に示すように、車両制御ECU30は、走行モードを発進フル加速モードからモータ駆動モードへと遷移させる。その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、「車速が上がりましたので発進フル加速モードを解除します」等の各種警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて適宜行う。
【0096】
ここで、発進フル加速スイッチ49はモーメンタリスイッチで構成されているため、発進フル加速スイッチ49のOFF操作によって発進フル加速モードから他の走行モードに遷移された場合の発進フル加速スイッチ49のスイッチポジションと、それ以外の条件によって発進フル加速モードから他の走行モードに遷移された場合の渋滞追従スイッチ49のスイッチポジションとは同一となる。そして、何れの場合にも発進フル加速スイッチ49のON状態がキャンセルされることにより、発進フル加速モードから他の走行モードへの遷移後に、ドライバの意に反して発進フル加速モードが再開されることが的確に防止される。
【0097】
(停止制御モード)
図3に示すように、モータ駆動モード或いは渋滞追従モードの実行時において、自車速の正負変化が検出されると、車両制御ECU30は、モータ駆動モード或いは渋滞追従モードから停止制御モードへと遷移させる。そして、停止制御モードであるとき、車両制御ECU30は、電子制御ブレーキシステム62を通じて車両の停止制御を行う。
【0098】
すなわち、停止制御モードが実行されると、車両制御ECU30は、電子制御ブレーキシステム62を通じた車両の停止制御を継続的に行う。これにより、小型なモータ20のみを駆動力として用いた走行時に、急な登坂路等にさしかかった場合においても、車両の逆走が的確に防止される。
【0099】
その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、例えば「エンジン駆動モードに切り換えて下さい」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて行うことで、1速〜5速或いはR速への変速操作を促す。
【0100】
このような停止制御モードの実行中において、ドライバが1速〜5速或いはR速への変速操作を行い、且つ、フットブレーキ或いはハンドブレーキの少なくとも何れかのブレーキ操作を行った場合には、図3に示すように、車両制御ECU30は、停止制御モードからエンジン駆動モードへと遷移させる。
【0101】
その際、車両制御ECU30は、ドライバに対し、例えば「停止制御を解除しました」等の警報をスピーカ66やディスプレイ67を通じて行う。
【0102】
このような実施の形態によれば、マニュアルトランスミッション3を備えたエンジン1の駆動系とは別に、モータ20による駆動系を車載し、このモータ20によってエンジン1とは独立した駆動力を発生可能な構成としたので、マニュアルトランスミッション3にトルクコンバータ等を設けることなく、簡単な構成で、特に発進時や極低速走行時等の煩わしいクラッチ操作やエンストの発生等を防止することができる。
【0103】
そして、モータ駆動系の駆動力のみを用いた走行時に渋滞追従制御を行うことにより、煩わしいマニュアルトランスミッション3の変速操作等を行うことなく、渋滞追従制御を容易に行うことができる。
【0104】
この場合、モータ20を小型なモータで構成するとともに、モータ駆動力を減速ギヤボックス21を介して大きな減速比で減速し、発進時や極低速走行時に特化した駆動系を構成することにより、モータ駆動系をより簡素化することができる。
【0105】
また、マニュアルトランスミッション3の変速操作部25に、モータ20の駆動力のみを用いた走行モードを選択するためのセレクト位置を設定し、当該セレクト位置が選択された場合には、マニュアルトランスミッション3をニュートラル状態とすることにより、ドライバが誤ってモータ駆動力とエンジン駆動力とを混用することを的確に防止できるとともに、ドライバに現在の駆動状況を明確に認識させることができる。
【0106】
なお、上述の実施の形態においては、減速ギヤボックス21と電磁クラッチ22を介してモータ20をプロペラシャフト6に連設してモータ駆動系を構成した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、モータ20をドライブピニオン軸7やフロントドライブ軸10等に連接してモータ駆動系を構成してもよい。
【0107】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成で、マニュアルトランスミッション車による渋滞追従制御時の煩わしさを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両の駆動系を示す概略構成図
【図2】車両の駆動制御系を示す概略構成図
【図3】走行モードの遷移図
【図4】車載の電源系統を示す概略構成図
【図5】モータ駆動モードでの走行制御ルーチンを示すフローチャート
【図6】モータトルク判定ルーチンのフローチャート
【図7】渋滞追従制御ルーチンを示すフローチャート
【図8】車間距離制御機能付きクルーズ制御ルーチンを示すフローチャート
【図9】変速マップの説明図
【符号の説明】
1 … エンジン
3 … マニュアルトランスミッション
20 … モータ
21a … 減速ギヤ列
25 … 変速操作部(操作切換手段)
30 … 車両制御ECU(渋滞追従制御手段)
46 … 渋滞追従スイッチ(モーメンタリスイッチ)
Claims (5)
- エンジンの駆動力を車輪に伝達可能なマニュアルトランスミッションと、
上記エンジンとは独立して車輪に駆動力を伝達可能なモータと、
上記エンジンの駆動力を上記マニュアルトランスミッションを通じて車輪に伝達するエンジン駆動モードと上記モータの駆動力を車輪に伝達するモータ駆動モードとを選択的に切換可能な操作切換手段と、
上記モータ駆動モードの選択時に渋滞追従制御を実行可能な渋滞追従制御手段とを備えたことを特徴とする車両用走行装置。 - 上記モータ駆動モードでは、上記マニュアルトランスミッションをニュートラル状態として上記モータの駆動力のみを車輪に伝達することを特徴とする請求項1記載の車両用走行装置。
- 上記渋滞追従制御手段は、上記渋滞追従制御の実行及び解除をモーメンタリスイッチの操作に基づいて切り換えることを特徴とする請求項1記載の車両用走行装置。
- 上記渋滞追従制御手段は、上記渋滞追従制御の実行中であっても車速が設定車速を超えた場合に上記渋滞追従制御を解除することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の車両用走行装置。
- 上記モータは、減速ギヤ列を介して駆動力を車輪に伝達することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の車両用走行装置。
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